В основе технологий беспроводной связи обычно лежат либо технологии связи с использованием радиочастот (РЧ), которые часто страдают от помех и перегрузки диапазона, либо технологии оптической связи, требующие наличия энергозатратных активных источников света.
Может ли солнечный свет заменить нынешнюю технологию Wi-Fi? Что будет, когда обычное окно сможет заменить домашний роутер? В условиях войны – для Украины это было бы хорошим решением.
Что произошло
Команда ученых из Саудовской Аравии разработала менее энергозатратное альтернативное решение, которое может использовать солнечный свет вместо традиционного Wi-Fi.
Система смарт-стекла, разрабатываемая под руководством ученых из Университета наук и технологий имени короля Абдуллы (KAUST), может модулировать проходящий через него солнечный свет, кодируя данные в световые волны, которые могут быть приняты и декодированы устройствами, размещенными в комнате.
Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий
Использование солнечного света для передачи данных позволяет создать более экологичный тип связи, если сравнивать с обычным Wi-Fi или сотовой связью. Систему можно устанавливать в стеклянных окнах больших построек, например в офисных помещениях.
Как работает новая разработка
Система связи на основе солнечного света, разработанная специалистами KAUST, состоит из двух частей. Модулятор света, который можно встроить в стеклянную поверхность, и приемник, размещенный в комнате.
«Модулятор – это матрица, созданная из разработанных нами интеллектуальных стеклянных элементов, известных как двухкомпонентные жидкокристаллические жалюзи (DLS)», – говорит научный сотрудник лабораторий Shihada Осама Амин.
Матрица, созданная из жидкокристаллических жалюзи, может функционировать как фильтр для кодирования сигналов в свет при его прохождении через нее. В то время как традиционные роутеры Wi-Fi потребляют от 5 до 20 Вт электроэнергии, DLS-матрицы для работы нуждаются только в 1 Вт электроэнергии, которые может обеспечить даже небольшая солнечная панель.
Понятно, что подобная система сможет работать только в то время, когда светит солнце. Поэтому эту технологию можно использовать для экономии энергии в течение светлой части дня. А как только солнце зайдет – включать Wi-Fi.
Во всех предыдущих системах оптической беспроводной связи кодирование данных обычно производилось путем изменения интенсивности света. Но если частота этих изменений интенсивности слишком низкая, это может быть заметно для человеческого глаза и вызывать неприятный эффект мерцания, объясняет Сахар Аммар, студент группы, возглавляемой Басемом Шихадой.
В свою очередь, конструкция DLS позволяет изменять другое свойство света – поляризацию.
«Изменение поляризации света незаметно для человеческого глаза, что устраняет проблему мерцания, – говорит Аммар. – Система связи работает путем изменения поляризации солнечного света на стороне модулятора. Приемник может обнаруживать эти изменения, декодируя таким образом передаваемые данные».
Расчеты разработчиков указывают, что предложенная система способна передавать данные со скоростью 16 килобитов в секунду.
«Сейчас мы заказываем необходимое оборудование для проведения тестирования модели на испытательном стенде, – говорит Шихада. – Мы хотели бы увеличить скорость передачи данных с килобитов до мега- и гигабитов в секунду».
Подробное описание разработанной системы можно найти в статье, опубликованной в издании IEEE Photonics Journal.
